VHDL 和 FPGA 的

Question

我对 FPGA 领域比较陌生，并且希望获得使用它们和 VHDL 的经验。我不太确定使用标准 MCU 有什么好处，但我正在寻找经验，因为许多公司都在寻找它。

什么是一个不错的平台，可以开始并以不太多的钱获得经验。我一直在寻找，我能找到的只有 200 - 300 美元的板，如果不是 1000 块的话。应该在 FPGA 开发板中寻找什么，我听说高速外围接口，我想我真的很困惑的是，具有大约 50/100 GPIO 的 MCU 开发板可以达到 100 左右，而相同的功能FPGA板要贵得多！我知道您可以对 FPGA 进行重新编程，但 MCU 也可以。我是否应该摆弄 FPGA 市场会继续使用它们，还是我们正在转向仅 MCU？

Answer 1

嗯...我很快就找到了三块低于 100 美元的评估板：

79 美元：http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?Language=English&No=593

79 美元：http://www.arrownac.com/solutions/bemicro-sdk/

89 美元：http://www.xilinx.com/products/boards-and-kits/AES-S6MB-LX9.htm

至于在评估板上寻找什么，这完全取决于您想要做什么。如果您有特定的设计任务要完成，您需要一块支持与最终电路一样多的功能和 I/O 的电路板。您可以获得具有各种内存选项（SRAM、DDR2、DDR3、闪存等）、以太网、PCI/PCIe 总线、高速光收发器等的板卡。如果您只是想开始，几乎任何板都适合您。今天出售的几乎所有产品都应该有足够的空间来容纳不平凡的示例设计（即：使用软核 CPU 构建您自己的微控制器并设计/选择您自己的外围设备组合）。

即使您的电路板只有几个开关和 LED，您也可以开始设计硬件“Hello World”（也就是闪烁的 LED :)、简单的状态机和许多其他应用程序。你从哪里开始以及你试图做什么应该取决于你的总体目标。如果您只是想获得 FPGA 的一般经验，我建议：

• 从任何低成本评估板开始
• 运行他们的演示应用程序（通常已经编程到硬件中）以熟悉它的作用
• 从源代码构建演示程序并验证它是否工作以熟悉 FPGA 工具链
• 以某种方式修改演示应用程序以熟悉为 FPGA 设计硬件
• 利用您的新体验来确定下一步要尝试什么

至于继续使用 FPGA 的市场，它们肯定会继续存在，但这并不意味着它们适用于所有应用。 MCU 本身适用于许多应用程序，但不能处理所有事情。例如，您可以使用大多数微控制器轻松“bit-bang”I2C 甚至串行 UART，但如果没有一些定制硬件，您将很难与以太网端口、VGA 显示器或 PCI/PCIe 总线通信.由您决定如何混合可用的技术（MCU、FPGA、内部设计的定制逻辑、许可的 IP 内核、现成的标准硬件芯片等）来创建功能性产品或设备，通常有不是任何单一的“正确”答案。

Answer 2

如果您需要以下部分或全部，FPGA 会胜过微控制器：

• 需要完成大量数学运算（甚至比 DSP 更有意义）
• 大量的内存带宽（通常与前一点密切相关 - 如果您没有数据可做，那么做大量数学运算就没什么意义了！）
• 极其可预测的硬实时性能 - 时序分析器会告诉您在给定您设计的逻辑的情况下，您可以以多快的速度为您的设备提供时钟。您可以（以一定的高统计可能性）“保证”以该速度运行。因此，您可以设计您知道将始终满足特定实时响应时间的逻辑，即使这些截止日期在纳秒范围内。

如果没有，那么你可能会更好地使用微型或 DSP。

Answer 3

OpenCores 网站是一个极好的资源，尤其是Programming Tools 部分。网站上的文章链接是开始调查 FPGA 板的好地方。

FPGA 相对于微处理器的最大优势在于架构。微处理器具有一组固定的功能单元，可以很好地解决大多数问题。我已经看到微处理器的计算效率数据从 6% 到 15%。在 FPGA 中，您正在专门为您的问题创建功能单元，而不是其他任何东西，因此您可以达到 90-100% 的计算效率。

至于成本差异，请考虑批量销售。微处理器销量高，而 FPGA 销量相对较低。